结束语教学实录与评析

《化学能与电能》教学设计

【教学目标】

1、知识与技能

①理解化学能与电能之间转化的实质。

②掌握化学能是能量的一种形式，它可以转化为其他形式的能量。

2、过程与方法

①通过分组实验培养学生观察能力与分析、思维能力。

②通过反应物之间电子的转移的探究，理解原电池的形成是氧化还原反应的本质的拓展和运用。

③通过引导学生以问题为中心的学习方法，学会发现问题、解决问题的方法。加深理解实践→认识→再实践→再认识的辩证唯物主义的思维方法。

3、情感态度与价值观

①通过原电池的发现和认识，培养学生实事求是、勇于探究、创新的科学态度。

②体验科学探究的艰辛与愉悦，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。同时激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。

【教学分析】

在学生已掌握氧化还原反应知识和金属活动性顺序，也具备基本的电学知识的基础之上，采用以实验探究为主的教学模式展开原电池原理的学习。既能使学生巩固前期所学习的知识，又能使他们有效地扩展知识，发生认识上的飞跃，在此基础上理解原电池原理便水到渠成了。这样学生也就较容易通过实验探究来总结并理解原电池的形成条件。

【教学重点】

原电池的工作原理和原电池的形成条件。

【教学难点】

原电池的工作原理和原电池的形成条件。

【教学媒介及素材】

铜锌原电池实验装置一套，灵敏电流表，稀硫酸，无水乙醇，硫酸铜溶液，铁丝，铜片，锌片，塑料棒，导线若干，番茄。

【本节课的设计意图】

力图以问题为导向，以实验为基础，以探究为方法，以微机为手段，不断创设情景，帮助学生自主建构知识。通过小组实验，让学生体验科学探究的过程，在探究中学会科学研究方法，提高实验能力、学习能力，从而真正改变学习方式。

【教学过程设计】

1.引入课题：化学能直接转化为电能

[提问]

假如没有电，世界是个什么样子？你们有没有想像过。

学生回答“……”，接着就播放视频，引起学生的兴趣。

[提问]电能对于我们如此重要，那我们的生活能不能离开电？

学生回答“不能”

[讲述]

电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称为电力。

[提问]

那电从何而来呢？

学生回答“发电……”

[看图]2001年我国发电总量的构成。

分析：2001年我国的发电总量主要来自于火电。

[提问]

那火力发电究竟是如何实现的呢？

请同学们阅读教材39-40页，自主学习火力发电，并思考导学案上的几个问题。

[自主学习]学生自主学习火力发电。

[板书]

化学能与电能

一、化学能转化为电能

1.火力发电

[问题分析] （1）火力发电的原理是什么？火电是通过化石燃料燃烧，使化学能转变为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。

（2）火力发电的过程中实现了怎样的能量转化呢？化学能转化为热能，热能转化为机械能，机械能转化为电能。

[引导学生发现问题]

火力发电过程中必然会有能量的损耗，这就必然会导致能量的利用率降低。

[思考]

如果请你来解决这个问题，你有什么好的办法？

学生回答“尝试将化学能直接转化为电能”。

[提问]

那如何才能实现化学能直接转化为电能呢？

引起学生的思考和进行实验探究的欲望。

2.实验探究：化学能直接转化为电能

[学生实验]学生以小组为单位完成实验一到实验四的探究。

[实验结果分析]分析实验一到实验四的实验结果。

（1）实验

一：

①实验小组描述实验现象，锌片上产生气泡，铜片上无明显现象变化；

②提问，锌片上产生的气泡是什么物质？“氢气”；

③接着让学生书写产生氢气的这个离子方程式；

④提问，从化合价升降的角度分析这个离子方程式是属于什么反应？“氧化还原反应”；

⑤接下来用双线桥标出这个氧化还原反应的电子转移方向和数目。请一个学生到黑板上展示。

（2）实验二：

①实验小组描述实验现象，锌片上产生气泡，铜片上无明显现象变化；

②实验二不做详细分析。

（3）实验三：

①实验小组描述实验现象，锌片上和铜片上都产生气泡；

②提问，铜片上的气泡是什么物质？“通过分析只能是氢气”；

③提问，那铜片上的氢气是铜和稀硫酸反应产生的吗？“不是，铜和稀硫酸不会反应生成氢气”；

④提问，那铜片上的氢气是怎么产生的呢？引起学生思考；

⑤解释锌片上产生气泡是由于锌片不纯引起的，原因不作详细解释。

（4）实验四：

①实验小组描述实验现象，电流表指针发生偏转；

②提问，电流表指针发生偏转说明什么问题？“电流产生”；

③讲述，像这样一个装置就实现了化学能直接转化为电能，这个装置就称之为原电池。

[板书]

2.原电池

（1）定义：将化学能转变为电能的装置。

[讲述]

最早的化学电池就是根据原电池原理设计的。

3.原电池的工作原理分析

[提问]原电池是如何将化学能转化能电能呢？ 引起学生兴趣，进入下一个问题的探讨：原电池的工作原理。

[板书]

（2）工作原理

[提问]电流是怎么产生的呢？（请大家从从物理学中电流的产生来考虑）

学生回答“电流是电荷的定向移动产生的，电荷的定向移动包括电子的定向移动和离子的定向移动。”

[讲述]所以，我们可以很容易想到：原电池中电流的产生就是因为有电荷的定向移动。下面我们就通过一个动画来理解原电池的工作原理。

[播放动画]铜锌原电池原理。

[分析动画]

开始，开关并没有闭合，我们看到，锌片上产生气泡，而铜片上无明显现象变化。那接下来我就将开关闭合，请大家仔细观察，在观察过程中，大家要解决几个问题，这几个问题就反映在导学案第三部分的这个表格中，请大家看到这个表格。

（1）第一个问题，电极名称的判断：原电池有两个电极，一个是正极，一个是负极，其中负极是失电子发生氧化反应的一极，正极是得电子发生还原反应的一极；

（2）第二个问题，电极反应式的书写，两个电极上分别发生了什么样的反应，请你写出来；

（3）第三个问题，电子的流向，电子是怎么流动；

（4）第四个问题，离子流向，离子的流向要分种类看，离子分为两种，阳离子和阴离子。这个溶液中阳离子有氢离子和锌离子，阴离子有硫酸根离子和氢氧根离子，那这些离子在溶液中的定向移动方向是怎样的呢；

（5）第五个问题，电流的方向是怎样的呢？物理上规定：电流的方向是正电荷定向移动的方向。现在就请仔细观看动画并完成这个表格的填写。

[画图]在黑板上画出铜锌原电池的装置图。

[学生展示]请学生到黑板上标出电极名称，写出电极反应，写出电极反应类型，标出电子流向，标出离子流向，标出电流方向。

[引导学生分析]

原电池的工作原理

（1）第一个问题，电极名称。

①锌是负极，铜是正极。

②请同学们掌握电极名称判断的方法：负极失电子发生氧化反应；正极得电子发生还原反应。

（2）第二个问题，电极反应式的书写。

①这两个就是电极反应式，是大家以前没学习过的，从今天开始同学们就要学会书写电极反应式，负极用减号减去电子表示失去电子，正极用加号加上电子表示得到电子，写的时候注意得失电子的数目。

②现在大家把这两个电极反应式加起来。......你们发现了什么？这两个电极反应式加起来以后就是我们刚刚写的这个离子方程式，这个离子方程式就称之为这个原电池的电池总反应。

③所以，从这两个电极反应式，我们看到，构成原电池以后锌和氢离子发生的这个氧化还原反应，被分成两部分放在两个电极上进行，氧化反应在负极上进行，还原反应在正极上进行。也只有这样把氧化反应和还原反应分开在两个电极上进行，才能实现电子的定向移动，从而产生电流。

④提问，现在大家明不明白为什么铜片上会产生氢气？

（3）第三个问题，电子流向。

①“电子由负极锌流出，沿导线流入正极铜”。

②可能有同学会想，电子为什么不从溶液中游过去，这样距离不是更近吗，因为溶液的电阻很大，电子游不过去，只能从导线经过。

③所以，导线中电流的产生是因为电子的定向移动。

（4）第四个问题，离子流向。

①“阳离子氢离子和锌离子移向正极铜”因为电子定向移动到铜上，这样铜就带上负电荷，从而吸引带正电的阳离子氢离子和锌离子移过去。

②“阴离子硫酸根离子和氢氧根离子移向负极锌”因为负极锌失电子以后带上正电荷，所以吸引带负电荷的阴离子硫酸根离子和氢氧根离子移过去。

③所以，同学们看，溶液中的离子也会发生定向移动，离子的定向移动也会产生?......电流......所以，溶液中通过离子的定向移动产生电流。

（5）第五个问题,电流方向又是怎样的呢？（物理上规定：电流的方向是正电荷定向移动的方向。）

①在这个装置中既有电子的定向移动，又有离子的定向移动，所以在导线中和溶液中均有电流产生。

②在导线中的电流方向是正极铜到负极锌，在溶液中电流的方向是负极锌到正极铜。这样也就构成了一个闭合回路。

[引导学生画图]原电池的工作原理图，带着学生一起画。

（1）首先画出两个电极，两个电极用导线连起来，导线中间可以接一个电流表，两个电极要插入电解质溶液中。原电池装置图画好以后，就可以开始分析了。

（2）标出电极名称，一个是负极，一个是正极；

（3）然后从负极入手，负极失电子，发生氧化反应，而正极就得电子，发生还原反应；

（4）电子从负极流出，经导线流入正极；

（5）电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极；

（6）在导线中的电流方向是正极铜到负极锌，在溶液中电流的方向是负极锌到正极铜

。

（7）这就是原电池的工作原理。在这个装置中，这部分称之为外电路，而这部分称之为外电路。外电路中通过电子的定向移动产生电流，内电路中通过离子的定向移动产生电流，这样就构成了一个闭合回路。

[板书]

4.实验探究：原电池的形成条件

[提问]同学们想不想自己设计原电池呢？

学生回答“想”。

[分析引导]

接下来就请大家根据下面提供的材料和液体随机组合搭配，并通过实验判断能否形成原电池。可能大家不知道怎么做，给你们举个例子：以这个锌铜原电池为基准来变，你固定选择稀硫酸，那就可以改变电极，可以把铜换为铁、锌等。或者固定选择电极锌和铜，就可以改变液体。注意一定要记录好你们的实验，好了，行动起来。

[学生实验]

根据提供的材料和液体随机组合搭配，并通过实验判断能否形成原电池。

[板书]

（3）形成条件

[学生实验结果分享]学生以小组为单位分享各自设计的组合及其实验结果。

[学生讨论总结]各小组根据实验结果讨论并总结原电池的形成条件。

[板书]

①两个活泼性不同的电极。

②电解质溶液。

[提问]

这个装置能否形成原电池？

[学生实验]学生从理论上分析，然后通过实验判断以上装置能否形成原电池。

[学生总结]要形成原电池必须构成闭合回路。

[板书]

③构成闭合回路。

[教师总结]

要构成原电池必须存在一个自发地氧化还原反应。

[板书]

④存在一个自发地氧化还原反应。

[教师点评]请大家掌握好这几点原电池的形成条件，要能够运用这几点条件来判断能否形成原电池。课后大家就可以根据原电池的形成条件来判断你们刚才设计的，但是并未来得及完成实验的组合能否形成原电池。

[课堂练习]判断下列装置能否形成原电池，如果能够形成原电池，标出原电池的正负极。

[讲评]课堂练习。

[本堂小结]学生总结本堂课的收获。

[实践活动]利用水果如苹果、柑橘、柠檬或番茄等制作原电池。

[课后练习]根据下列离子方程式设计原电池，写出电极反应，画出装置图。Fe+2H+=Fe2+ +H2↑

《化学能与电能》板书设计

化学能与电能

一、化学能转化为电能

1.火力发电

2.原电池

（1）定义：将化学能转变为电能的装置。

（2）工作原理

（3）形成条件

①两个活泼性不同的电极。

②电解质溶液。

③构成闭合回路。

④存在一个自发地氧化还原反应。